DE19525566A1

DE19525566A1 - Method and device for the optical characterization of a surface

Info

Publication number: DE19525566A1
Application number: DE19525566A
Authority: DE
Inventors: Konrad Lex
Original assignee: BYK Gardner GmbH
Current assignee: BYK Gardner GmbH
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-01-16
Also published as: US5815279A; JPH09113364A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Charakterisierung einer Oberfläche und insbesondere einer goniochromatischen Oberfläche.The invention relates to a method and a Device for the optical characterization of a surface and especially a goniochromatic surface.

Eine Oberfläche wird goniochromatisch genannt, wenn optische Meßgrößen, beispielsweise ihre Farbwerte, bei einer Reflexionsmessung an der Oberfläche deutlich vom Beleuchtungswinkel des zu reflektierenden Lichtes und vom Meßwinkel oder Beobachtungswinkel des reflektierten Lichtes abhängen. Solche Oberflächen können Metalliclackoberflächen oder Perlglanzlackoberflächen (Interferenzfarboberflächen) sowie andere entsprechende Effekte zeigende Oberflächen, im besonderen mit eingelagerten Metallpartikeln oder transparenten Partikeln versehene Kunststoffoberflächen, sein.A surface is called goniochromatic, if optical Measured variables, for example their color values, at a Reflection measurement on the surface clearly from Illumination angle of the light to be reflected and of Measuring angle or observation angle of the reflected light depend. Such surfaces can be metallic paint surfaces or pearlescent lacquer surfaces (interference color surfaces) as well as other surfaces showing corresponding effects, in especially with embedded metal particles or plastic surfaces provided with transparent particles, be.

Im folgenden wird der Begriff Deskriptoren verwendet, der optische Meßgrößen wie etwa Farbwerte (Tristimulus-Werte), Helligkeit, Farbton, Sättigungsstufe oder Reinheit bzw. in solche Meßgrößen umrechenbare Größen wie Reflexionsfaktoren bezeichnen soll.In the following the term descriptors is used, which optical measurands such as color values (tristimulus values), Brightness, hue, saturation level or purity or in such measurable quantities are convertible quantities such as reflection factors to designate.

Goniochromatische Oberflächen werden, vor allem aus dekorativen Gesichtspunkten, in vielen Bereichen in Industrie und Handwerk verwendet, beispielsweise bei Metallic- oder Perlglanzlacken in der Automobilindustrie. Gleichermaßen sind auch viele Kunststoffprodukte mit Oberflächen ausgestattet, die einen Metallic-Effekt zeigen. Solche Oberflächen müssen bei ihrer Herstellung oder Reparatur charakterisiert werden, um eine möglichst objektive Dokumentierung auszuführen und vor allem auch um einen möglichst objektiven Vergleich mit einem vorgegebenen Standard zu ermöglichen. Dabei ist man vielfach auf das naturgemäß subjektiv beeinflußte Augenscheinsurteil gut ausgebildeter und erfahrener und dementsprechend hochbezahlter Fachkräfte angewiesen. Herkömmliche objektiv-physikalische Charakterisierungsver fahren und -vorrichtungen sind kompliziert, langwierig und damit teuer.Goniochromatic surfaces are, especially from decorative aspects, in many areas in industry and craft used, for example in metallic or Pearlescent paints in the automotive industry. Are alike also many plastic products with surfaces, that show a metallic effect. Such surfaces must are characterized during their manufacture or repair, to carry out the most objective possible documentation and above all, to make an objective comparison with to enable a given standard. One is there often on what is naturally subjectively influenced Appearance judgment well-trained and experienced and accordingly instructed highly paid specialists. Conventional objective-physical characterization ver driving and devices are complicated, lengthy and so expensive.

Bisher ging die Fachwelt davon aus, daß zur sinnvollen Charakterisierung solcher goniochromatischer Oberflächen zumindest drei Messungen bei verschiedenen Winkeln erforderlich sind.So far, the experts assumed that the sensible Characterization of such goniochromatic surfaces at least three measurements at different angles required are.

In der US-P-4,479,718 werden beispielsweise drei Messungen mit 15°, 45° bzw. 110° zwischen der Meßrichtung und der Richtung des nach dem auf die goniochromatische Oberfläche bezogenen klassischen Reflexionsgesetz gespiegelten Lichtstrahls verwendet. Zur farblichen Charakterisierung müssen diese Messungen bei verschiedenen Lichtwellenlängen durchgeführt werden.U.S. Patent 4,479,718 for example three measurements with 15 °, 45 ° or 110 ° between the measuring direction and the direction of the according to the goniochromatic surface related classic Reflection law mirrored light beam used. For These measurements must be color-coded different light wavelengths can be performed.

Aus der starken Krümmung der Farbwert-über-Winkel-Kurven wird der Schluß gezogen, daß diese Kurven mit einem Polynom zumindest zweiter Ordnung beschrieben werden müssen, welches im allgemeinen drei Parameter enthält. Gemäß der Lehre der zitierten Patentschrift sind diese drei Parameter mit drei Messungen bei verschiedenen Winkeln zu bestimmen und zu einer hinreichend genauen Charakterisierung der goniochromatischen Oberfläche erforderlich. Dies gleichermaßen gilt für die winkelabhängigen Kurven verschiedener Deskriptoren.The strong curvature of the color value-over-angle curves becomes concluded that these curves have a polynomial at least second order must be described, which one generally contains three parameters. According to the teaching of Patent cited are these three parameters with three To determine measurements at different angles and at one sufficiently precise characterization of the goniochromatic Surface required. This applies equally to the angle-dependent curves of different descriptors.

Die Erfindung stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine einfache, praktische und dennoch hinreichend genaue optische Charakterisierung von insbesondere goniochromatischen Oberflächen erlauben. The invention presents the technical problem Method and apparatus to specify a simple, practical, yet sufficiently accurate optical Characterization of goniochromatic in particular Allow surfaces.

Dieses technische Problem wird gelöst mit einem Verfahren zur optischen Charakterisierung einer goniochromatischen Oberfläche durch Messung optischer Deskriptoren, bei dem die goniochromatische Oberfläche mit einer Beleuchtungseinrichtung in einer Beleuchtungsrichtung beleuchtet und ein von der Oberfläche reflektierter Anteil des Lichtes mit einer Detektoreinrichtung in einer Meßrichtung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakterisierung durch die Messung bei nur einem Beleuch tungswinkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der Oberfläche und nur einem Meßwinkel zwischen der Meßrichtung und der Oberfläche durchgeführt wird bzw. einer Vorrichtung zur optischen Charakterisierung einer Oberfläche nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung auf den Beleuchtungswinkel festgelegt und die Detektoreinrichtung auf den Meßwinkel festgelegt ist.This technical problem is solved with a method for optical characterization of a goniochromatic Surface by measuring optical descriptors, in which the goniochromatic surface with a Illumination device in one illumination direction illuminated and a portion reflected from the surface of light with a detector device in one Measuring direction is measured, characterized in that the Characterization by measurement with only one lighting angle between the direction of illumination and the Surface and only one measuring angle between the measuring direction and the surface is carried out or a device for the optical characterization of a surface after a Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the lighting device on the Illumination angle set and the detector device on the measuring angle is fixed.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß eine optische Charakterisierung mit nur einer Winkeleinstellung der Beleuchtungseinrichtung, der Detektoreinrichtung und der goniochromatischen Oberfläche für die Bedürfnisse der Praxis, also z. B. bei der Qualitätssicherung einer Lackiereinrichtung ausreicht. Im Gegensatz zur bisherigen Meinung der Fachwelt und im besonderen zur Lehre der zitierten amerikanischen Patentschrift läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine für Praxisanwendungen hinreichende Genauigkeit erzielen.The invention is based on the surprising finding that an optical characterization with only one Angle setting of the lighting device, the Detector device and the goniochromatic surface for the needs of practice, e.g. B. at the Quality assurance of a painting facility is sufficient. in the Contrary to the previous opinion of the professional world and in particular to the teaching of the cited American Patent specification can be with the inventive method or the device according to the invention one for Practice applications achieve sufficient accuracy.

Entgegen der Erkenntnis der US 4,479,718 müssen die dort betrachteten drei Parameter eines Polynoms zweiter Ordnung im vom gespiegelten Lichtstrahl gemessenen Winkel nicht zwangsläufig drei unabhängigen Variablen, also drei Freiheitsgraden, entsprechen. Man kann im Rahmen einer für die Praxis hinreichenden Genauigkeit davon ausgehen, daß alle drei Parameter in einem gewissen Funktionszusammenhang stehen. Dies gilt insbesondere für Applikationen mit Oberflächenschichten, und insbesondere Lacken, die eine gleiche oder ähnliche chemische und physikalische Beschaffenheit aufweisen. Es reicht also für die Bedürfnisse der Praxis aus, zur Charakterisierung und zum Vergleich einer goniochromatischen Probenoberfläche einen einzigen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmten Meßwert heranzuziehen.Contrary to the knowledge of US 4,479,718, they have to be there considered three parameters of a second order polynomial in angle measured by the reflected light beam not inevitably three independent variables, i.e. three Degrees of freedom. You can get one for practice sufficient accuracy assume that all three parameters in a certain functional context stand. This applies in particular to applications with Surface layers, and in particular varnishes, the one same or similar chemical and physical Exhibit quality. So it is enough for the needs practice, to characterize and compare one goniochromatic sample surface a single with the Device according to the invention according to the invention Procedure to use certain measured value.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Beleuch tungseinrichtung oder die Detektoreinrichtung ein Farbfilter zum farbspezifischen Messen. Damit können die genannten Farbwerte ermittelt werden. Vorteilhafterweise wird eine goniochromatische Oberfläche durch zwei farbspezifische Messungen und eine Helligkeitsmessung vollständig charakterisiert.According to an advantageous embodiment, the lighting contains tion device or the detector device a color filter for color-specific measurement. So that the mentioned Color values can be determined. Advantageously, one goniochromatic surface with two color-specific ones Measurements and a brightness measurement completely characterized.

Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit können die Beleuchtungseinrichtung oder die Detektoreinrichtung ein Wärmeschutzfilter enthalten. Auch kann damit eine wärmeempfindliche goniochromatische Oberfläche geschützt werden, wenn das Wärmeschutzfilter in der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.To improve the measurement accuracy, the Illumination device or the detector device Thermal protection filter included. One can also use it heat sensitive goniochromatic surface protected be when the heat protection filter in the Lighting device is arranged.

Vorteilhafterweise ist der Meßwinkel vom Beleuchtungswinkel verschieden, so daß die Detektoreinrichtung außerhalb des von der goniochromatischen Oberfläche nach dem klassischen Reflexionsgesetz reflektierten Strahls mißt. Zur besseren Vergleichbarkeit mit konventionellen Meßverfahren ist es von Vorteil, wenn der Beleuchtungswinkel ca. 45° beträgt. Vorteilhafterweise liegt der Meßwinkel zwischen dem Beleuchtungswinkel und 90°. Als ein besonders günstiger Meß winkel hat sich der Winkel von ca. 65° herausgestellt.The measurement angle is advantageously from the illumination angle different, so that the detector device outside of the goniochromatic surface after the classic Reflection law of reflected beam measures. For better It is comparable to conventional measuring methods Advantage if the lighting angle is approx. 45 °. The measuring angle is advantageously between the Illumination angle and 90 °. As a particularly cheap measuring angle has turned out to be about 65 °.

Als ein vorteilhafter Meßwinkelbereich für die Detektoreinrichtung ergibt sich ein Winkelbereich um den zentralen Meßwinkel mit einem Öffnungswinkel von 6°. Als vorteilhafter Beleuchtungswinkelbereich für die Beleuchtungseinrichtung ergibt sich ein Winkelbereich um den zentralen Beleuchtungswinkel mit einem Öffnungswinkel von ca. 3°.As an advantageous measuring angle range for the Detector device results in an angular range around the central measuring angle with an opening angle of 6 °. As advantageous lighting angle range for the Illumination device results in an angular range around the central lighting angle with an opening angle of approx. 3 °.

Bei goniochromatischen Oberflächen mit eingelagerten Metall- oder Interferenzplättchen, beispielsweise bei Metalliclack- oder Perlglanzlackoberflächen, ist es wegen der endlichen Größe dieser Plättchen sinnvoll, auf der zu vermessenden Oberfläche einen ausgedehnten Flächenbereich zu beleuchten und zu vermessen, um eine sinnvolle Mittelwertbildung schon bei einer Messung zu erhalten. Vor allem in diesem Fall ist es besonders wichtig, diesen Flächenbereich gleichmäßig auszuleuchten. Vorteilhafterweise kann dazu eine Lampe in der Beleuchtungseinrichtung eine diffus streuende Oberfläche eines optischen Elements, beispielsweise einer Streumattscheibe beleuchten, um die beleuchtete Oberfläche auf die zu vermessende Oberfläche abzubilden.For goniochromatic surfaces with embedded metal or Interference plates, for example in metallic paint or Pearlescent lacquer surfaces, it is because of the finite Size of these tiles makes sense on the one to be measured To illuminate a large surface area and measure in order to make a meaningful averaging to get at a measurement. Especially in this case it is particularly important to even this area to illuminate. A lamp in the Lighting device a diffusely scattering surface an optical element, for example one Lens diffuser illuminate to the illuminated surface image on the surface to be measured.

Bei bestimmten Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, nicht nur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der er findungsgemäßen Vorrichtung gewonnene Meßwerte verschiedener Oberflächen zu vergleichen, sondern auch die erfindungsgemäß gewonnenen Meßwerte mit konventionell, beispielsweise wie eingangs geschildert in drei Winkeleinstellungen, gewonnenen Meßwerten in Beziehung zu setzen. Dazu kann es vorteilhaft sein, aus der erfindungsgemäßen Messung ein Polynom zumindest zweiter Ordnung im Austrittswinkel eines reflektierten Lichtstrahls zum Vergleich mit solchen winkelaufgelösten Messungen zu berechnen. Dieser Verfahrensschritt kommt quasi einer Eichung auf die konventionelle Darstellung der Meßwerte als Polynomparameter gleich.For certain applications, it may not be useful only according to the method according to the invention or with which it Measured values obtained from various devices according to the invention Compare surfaces, but also those according to the invention Measured values obtained with conventional, for example how initially described in three angle settings, obtained To relate measured values. This can be beneficial be a polynomial at least from the measurement according to the invention second order in the exit angle of a reflected Light beam for comparison with such angle-resolved To calculate measurements. This step of the process comes, so to speak calibration to the conventional representation of the measured values equal as polynomial parameters.

Wie eingangs bereits erwähnt, tritt das Problem der Vermessung goniochromatischer Oberflächen vielfach bei Lackoberflächen, insbesondere Metallic- oder Perlglanzlackoberflächen, auf. Hier liegt eine besonders wichtige und vorteilhafte Anwendung für die Erfindung. Insbesondere betrifft dies den Bereich der Automobilindustrie und der Automobilwerkstätten. Ein maßgebliches Anwendungsgebiet liegt demzufolge bei den Automobilkarosserielackoberflächen.As already mentioned at the beginning, the problem of Measurement of goniochromatic surfaces in many cases Paint surfaces, especially metallic or Pearlescent lacquer surfaces, on. There is a special one here important and advantageous application for the invention. This applies in particular to the automotive industry and the auto repair shops. A decisive one The area of application is therefore the Automotive body paint surfaces.

Aus dem Vorstehenden ist klar ersichtlich, daß die Erfindung nicht nur ein Verfahren, sondern auch eine Vorrichtung zur optischen Charakterisierung einer goniochromatischen Oberfläche betrifft. Dementsprechend sind die vorstehend aufgezählten vorteilhaften Ausgestaltungen sowohl in bezug auf das erfindungsgemäßes Verfahren, wie auch im Hinblick auf die Vorrichtung nach der Erfindung zu verstehen. Insbesondere ergibt sich für die erfindungsgemäße Vorrichtung, daß die Beleuchtungseinrichtung auf den Beleuchtungswinkel und die Detektoreinrichtung auf den Meßwinkel festgelegt ist. Damit ist die Vorrichtung besonders einfach, kompakt und preisgünstig konstruierbar.From the foregoing it is clear that the invention not only a method, but also a device for optical characterization of a goniochromatic Surface concerns. Accordingly, the above enumerated advantageous embodiments both in relation on the inventive method, as well as with regard understand the device according to the invention. Especially results for the device according to the invention that the Lighting device on the lighting angle and the Detector device is set to the measuring angle. In order to the device is particularly simple, compact and inexpensive to construct.

Nach einer besonders einfachen und robusten Ausgestaltung sind die Beleuchtungseinrichtung und die Detektoreinrichtung in jeweiligen Aufnahmen in einem einen Vorrichtungskörper bildenden Block, vorzugsweise einem Metallblock, eingebaut, wobei die Aufnahmen den Beleuchtungswinkel bzw. den Meßwinkel definieren. Der Block kann praktischerweise eine Anlage für die zu vermessende goniochromatische Oberfläche aufweisen.After a particularly simple and robust design are the lighting device and the detector device in respective recordings in a device body forming block, preferably a metal block, installed, where the recordings the illumination angle or the measurement angle define. The block can conveniently be a facility for have the goniochromatic surface to be measured.

Ist eine Eingrenzung auf einen bestimmten Beleuchtungswinkel (-bereich) bzw. Meßwinkel (-bereich) erwünscht, so können die Beleuchtungseinrichtung bzw. die Detektoreinrichtung entspre chende Blenden aufweisen.Is a limitation to a certain lighting angle (range) or measuring angle (range) is desired, the Illumination device or the detector device correspond have appropriate apertures.

Nach einer einfachen und vorteilhaften Ausgestaltung mißt die Detektoreinrichtung das reflektierte Licht mit einem Fotoele ment.After a simple and advantageous embodiment, the measures Detector device the reflected light with a Fotoele ment.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung aus den bereits genannten Gründen kompakt und einfach konstruiert werden kann und die Aufnahme der Beleuchtungseinrichtung und der Detektoreinrichtung in einem massiven Block zu einer großen Robustheit führt, kann zumindest ein die Beleuch tungseinrichtung und die Detektoreinrichtung enthaltender Teil, beispielsweise der erwähnte Block, per Hand bewegbar und auf eine zu messende Oberfläche aufsetzbar ausgeführt werden.Since the device according to the invention from the already mentioned Reasons compact and easy to construct and that Inclusion of the lighting device and the Detector device in a massive block to a large one Robustness leads, at least one can illuminate tion device and the detector device containing Part, for example the block mentioned, movable by hand and designed to be placed on a surface to be measured will.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit der Zeichnung.Further advantages, features and possible applications of the present invention result from the following Description of exemplary embodiments in connection with the drawing.

Darin zeigt die einzige Figur in schematisierter Weise einen Querschnitt durch eine Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.It shows the only figure in schematically shows a cross section through a Embodiment of the device according to the invention.

Die Fig. 1 zeigt einen Block 1 mit einer in eine Aufnahme in dem Block eingesetzten Beleuchtungseinrichtung 2 und einer in eine andere Aufnahme in dem Block eingesetzten Detektoreinrichtung 3. Die Beleuchtungseinrichtung 2 weist eine Lampe 4, eine von der Lampe beleuchtete Streumattscheibe 5 sowie eine an der Streumattscheibe auf der der Lampe entgegengesetzten Seite angeordnete Blende 6 auf. Das von der Blende 6 durchgelassene Licht wird von einer Sammellinse 7 gebündelt und beleuchtet die zu vermessende goniochromatische Oberfläche. Fig. 1 shows a block 1 with an inserted into a receptacle in the block illuminating device 2 and a detecting device 3 used in another recording in the block. The lighting device 2 has a lamp 4 , a diffusing screen 5 illuminated by the lamp and a diaphragm 6 arranged on the diffusing screen on the side opposite the lamp. The light transmitted through the aperture 6 is focused by a converging lens 7 and illuminates the goniochromatic surface to be measured.

Der beleuchtete Flächenbereich der goniochromatischen Oberfläche wird dazu in einem Ausschnitt 8 in einer Anlage 9 angeordnet, indem die zu vermessende Oberfläche und die Anlage 9 in flächige Berührung miteinander gebracht werden.For this purpose, the illuminated surface area of the goniochromatic surface is arranged in a cutout 8 in a system 9 by bringing the surface to be measured and the system 9 into surface contact with one another.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anlage 9 an einer an dem Block 1 über Schrauben lösbar angebrachten Platte vorgesehen. So kann die Platte leicht ausgetauscht werden, wenn sie beschädigt oder verschmutzt ist oder für eine bestimmte Anwendung gegen eine anders gestaltete Platte ausgewechselt werden soll.In the exemplary embodiment shown, the system 9 is provided on a plate which is detachably attached to the block 1 by means of screws. This means that the plate can be easily replaced if it is damaged or dirty, or if it is to be replaced with a differently designed plate for a specific application.

Der Beleuchtungswinkel zwischen der optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung 2 und der zu vermessenden Oberfläche beträgt 45°. Die optische Achse der Detektoreinrichtung 3 bildet einen Winkel von 70° zu der zu vermessenden Oberfläche. Die Detektoreinrichtung 3 weist an ihrer der zu vermessenden Oberfläche zugewandten Seite eine Sammellinse 10 auf, die von der goniochromatischen Oberfläche reflektiertes Licht in Richtung auf eine Blende 11 bündelt, hinter der sich ein Wärmeschutz-Filter 12 befindet. Hinter diesem Filter wiederum ist eine weitere Linse 13 vorgesehen, durch die das Licht auf ein Fotoelement 14 fällt.The angle of illumination between the optical axis of the illumination device 2 and the surface to be measured is 45 °. The optical axis of the detector device 3 forms an angle of 70 ° to the surface to be measured. The detector device 3 has, on its side facing the surface to be measured, a converging lens 10 which bundles light reflected from the goniochromatic surface in the direction of an aperture 11 , behind which there is a heat protection filter 12 . A further lens 13 is provided behind this filter, through which the light falls on a photo element 14 .

Insgesamt sind die Beleuchtungseinrichtung 2 und die Detektoreinrichtung 3 so aufgebaut, daß der Beleuchtungswinkelbereich einen Öffnungswinkel von 3° und der Meßwinkelbereich einen Öffnungswinkel von 6° aufweist.Overall, the lighting device 2 and the detector device 3 are constructed in such a way that the lighting angle area has an opening angle of 3 ° and the measuring angle area has an opening angle of 6 °.

Die Beleuchtungseinrichtung 2 ist in einem Rohrstück unterge bracht, das nach Lösen eines Sicherungsgewindestiftes leicht nach oben aus der Aufnahme in dem Block 1 herausgezogen werden kann. Ferner ist die Lampe 4 auch ohne Ausbau des Rohrstücks von hinten zugänglich und kann nach Lösen eines weiteren Sicherungsgewindestiftes herausgezogen werden, beispielsweise wenn sie ersetzt werden muß.The lighting device 2 is housed in a piece of pipe, which can be easily pulled out of the receptacle in the block 1 after loosening a locking grub screw. Furthermore, the lamp 4 is accessible from behind even without removing the pipe section and can be pulled out after loosening a further set screw, for example if it has to be replaced.

Die Detektoreinrichtung 3 ist mit Ausnahme der in den Rahmen 1 eingeklebten Sammellinse 10 in einem zweiten, eine Außenschulter aufweisenden Rohrstück untergebracht, das bis zum Anschlag der Außenschulter an einer Rahmenaußenfläche in die entsprechende Aufnahme im Rahmen 1 eingeschoben und mit einem weiteren Sicherungsgewindestift gesichert ist. Auch dieses Rohrstück kann dementsprechend leicht nach außen abgenommen werden.With the exception of the converging lens 10 glued into the frame 1, the detector device 3 is accommodated in a second tube piece which has an outer shoulder and which is pushed into the corresponding receptacle in the frame 1 up to the stop of the outer shoulder and is secured with a further set screw. Accordingly, this piece of pipe can also be easily removed to the outside.

Ferner ist der Block 1 mit der Beleuchtungseinrichtung 2 und der Detektoreinrichtung 3 von einer in der Zeichnung nur angedeuteten Gehäuse- und Rahmenkonstruktion umgeben. Diese Gehäusekonstruktion beinhaltet ferner eine Steuer- und Auswertelektronik, die eine an der der zu vermessenden Oberfläche entgegengesetzten Seite der Vorrichtung außen am Gehäuse angeordnete und nicht gezeigte Anzeigeeinrichtung, nämlich ein elektronisches Display, ansteuert. Die gesamte Vorrichtung wird von einer ebenfalls in dem Gehäuse integrierten Batterie mit Energie versorgt, so daß sie netzunabhängig als Handgerät betrieben und bewegt werden kann.Furthermore, the block 1 with the lighting device 2 and the detector device 3 is surrounded by a housing and frame construction which is only indicated in the drawing. This housing construction also includes control and evaluation electronics which control a display device, namely an electronic display, which is arranged on the side of the device opposite the surface to be measured and which is arranged on the outside of the housing and is not shown. The entire device is supplied with energy by a battery which is likewise integrated in the housing, so that it can be operated and moved independently of the mains as a hand-held device.

BezugszeichenlisteReference list

1 Block
2 Beleuchtungseinrichtung
3 Detektoreinrichtung
4 Lampe
5 Streumattscheibe
6 Blende
7 Sammellinse (Beleuchtungseinrichtung)
8 Ausschnitt
9 Anlage
10 Sammellinse (Detektoreinrichtung)
11 Blende
12 Filter
13 Linse
14 Fotoelement 1 block
2 lighting device
3 detector device
4 lamp
5 lens
6 aperture
7 converging lens (lighting device)
8 cutout
9 Appendix
10 converging lens (detector device)
11 aperture
12 filters
13 lens
14 photo element

Claims

1. Verfahren zur optischen Charakterisierung einer goniochromatischen Oberfläche durch Messung optischer Deskriptoren, bei dem die goniochromatische Oberfläche mit einer Beleuchtungseinrichtung (2) in einer Beleuchtungsrichtung beleuchtet und ein von der Oberfläche reflektierter Anteil des Lichtes mit einer Detektoreinrichtung (3) in einer Meßrichtung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakterisierung durch die Messung bei nur einem Beleuchtungswinkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der Oberfläche und nur einem Meßwinkel zwischen der Meßrichtung und der Oberfläche durchgeführt wird.1. A method for the optical characterization of a goniochromatic surface by measuring optical descriptors, in which the goniochromatic surface is illuminated with an illuminating device ( 2 ) in an illuminating direction and a portion of the light reflected from the surface is measured with a detector device ( 3 ) in a measuring direction, characterized in that the characterization by the measurement is carried out with only one illumination angle between the illumination direction and the surface and only one measurement angle between the measurement direction and the surface.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die goniochromatische Oberfläche durch eine Helligkeitsmessung charakterisiert wird.2. The method of claim 1, wherein the goniochromatic Surface characterized by a brightness measurement becomes.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Beleuchtungsein richtung (2) ein Farbfilter (12) zum farbspezifischen Messen enthält.3. The method according to claim 1, wherein the illuminating device ( 2 ) contains a color filter ( 12 ) for color-specific measurement.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die goniochromatische Oberfläche durch zwei farbspezifische Messungen und eine Helligkeitsmessung charakterisiert wird.4. The method of claim 3, wherein the goniochromatic Surface by two color-specific measurements and one Brightness measurement is characterized.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Beleuchtungseinrichtung (2) und/oder die Detektoreinrichtung (3) ein Wärmeschutzfilter (12) enthält. 5. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the lighting device ( 2 ) and / or the detector device ( 3 ) contains a heat protection filter ( 12 ).

6. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Meßwinkel vom Beleuchtungswinkel verschieden ist.6. Method according to at least one of the above Claims in which the measurement angle is from the illumination angle is different.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Beleuchtungswinkel 45° beträgt.7. Method according to at least one of the above Claims in which the illumination angle is 45 °.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Meßwinkel zwischen dem Beleuchtungswinkel und 90° liegt.8. The method according to at least one of the above Claims, in which the measuring angle between the Illumination angle and 90 °.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Meßwinkel zwischen 60° und 70°, insbesondere zwischen 63° und 67° und insbesondere 65° beträgt.9. The method according to at least one of the above Claims in which the measuring angle is between 60 ° and 70 °, in particular between 63 ° and 67 ° and in particular 65 ° is.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Detektoreinrichtung (3) einen Meßwinkelbereich um den Meßwinkel mit einem Öffnungswinkel kleiner als 15°, und insbesondere kleiner als 10° und insbesondere von 6° erfaßt.10. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the detector device ( 3 ) detects a measuring angle range around the measuring angle with an opening angle less than 15 °, and in particular less than 10 ° and in particular of 6 °.

11. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Beleuchtungseinrichtung (2) einen Beleuchtungswinkelbereich um den Beleuchtungswinkel mit einem Öffnungswinkel kleiner als 10°, und insbesondere kleiner als 5° und insbesondere von 3° erfaßt.11. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the illumination device ( 2 ) detects an illumination angle range around the illumination angle with an aperture angle of less than 10 °, and in particular less than 5 ° and in particular of 3 °.

12. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Lampe (4) in der Beleuchtungseinrichtung (2) eine diffus streuende Oberfläche eines optischen Elements (5) beleuchtet wird.12. The method according to at least one of the preceding claims, in which a lamp ( 4 ) in the lighting device ( 2 ) illuminates a diffusely scattering surface of an optical element ( 5 ).

13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem aus der Messung ein Polynom zumindest zweiter Ordnung im Austrittswinkel eines reflektierten Lichtstrahls zum Vergleich mit winkelaufgelösten Messungen berechnet wird.13. Device according to at least one of the above Claims in which at least one polynomial from the measurement second order in the exit angle of a reflected Light beam for comparison with angle-resolved Measurements is calculated.

14. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die goniochromatische Oberfläche eine Lackoberfläche, insbesondere eine Metallic- oder Perlglanzlackoberfläche, ist.14. The method according to at least one of the above Claims in which the goniochromatic surface is a Paint surface, especially a metallic or Pearlescent lacquer surface, is.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die goniochromatische Oberfläche eine Automobilkarosserielackoberfläche ist.15. The method according to claim 14, wherein the goniochromatic surface one Automotive body paint surface is.

16. Vorrichtung zur optischen Charakterisierung einer Oberfläche nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung (2) auf den Beleuchtungswinkel festgelegt und die Detektoreinrichtung (3) auf den Meßwinkel festgelegt ist.16. Device for the optical characterization of a surface according to a method according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting device ( 2 ) is fixed to the lighting angle and the detector device ( 3 ) is fixed to the measuring angle.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Beleuchtungseinrichtung (2) und die Detektoreinrichtung (3) in jeweiligen den Beleuchtungswinkel bzw. den Meßwinkel definierenden Aufnahmen in einem einen Körper der Vorrichtung bildenden Block (1) eingebaut sind.17. The apparatus according to claim 16, wherein the illumination device ( 2 ) and the detector device ( 3 ) are installed in respective recordings defining the illumination angle or the measurement angle in a block ( 1 ) forming a body of the device.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der der Block (1) mit einer Anlage (9) für die goniochromatische Ober fläche versehen ist.18. The apparatus of claim 16 or 17, wherein the block ( 1 ) is provided with a system ( 9 ) for the goniochromatic surface.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 18, bei der die Beleuchtungseinrichtung (2) und/oder die Detektoreinrichtung (3) eine den Beleuchtungswinkelbereich bzw. den Meßwinkelbereich definierende Blende (6, 11) aufweisen.19. The device according to at least one of claims 16 to 18, in which the illumination device ( 2 ) and / or the detector device ( 3 ) have an aperture ( 6 , 11 ) defining the illumination angle range or the measurement angle range.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der die Detektoreinrichtung (3) mindestens ein Fotoelement (14) aufweist. 20. The device according to at least one of claims 15 to 18, wherein the detector device ( 3 ) has at least one photo element ( 14 ).

21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der zumindest ein die Beleuchtungseinrichtung (2) und die Detektoreinrichtung (3) enthaltender Teil der Vorrichtung per Hand bewegt und auf eine zu vermessende goniochromatische Oberfläche gesetzt werden kann.21. The device according to at least one of claims 15 to 19, in which at least one part of the device containing the lighting device ( 2 ) and the detector device ( 3 ) can be moved by hand and placed on a goniochromatic surface to be measured.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der der Teil eine Anzeige- und Bedienungseinrichtung aufweist.22. The apparatus of claim 21, wherein the part is a Display and operating device.